DE102015221601A1

DE102015221601A1 - Steuervorrichtung und steuerverfahren für ein hybridfahrzeug

Info

Publication number: DE102015221601A1
Application number: DE102015221601.2A
Authority: DE
Inventors: Osamu Ishikawa; Yasufumi Ogawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2015-11-04
Publication date: 2016-10-20
Anticipated expiration: 2035-11-05
Also published as: JP5963904B1; JP2016199197A; DE102015221601B4; CN106042892A; CN106042892B

Abstract

Es wird eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug bereitgestellt, um einen Fahrunfähigkeitszustand zu vermeiden, wenn ein Fahrmotor ausfällt. Wenn der Ausfall des Fahrmotors detektiert wird, wird eine auf einem Leistungsübertragungspfad zwischen einem Verbrennungsmotor und Antriebsrädern angeordnete Kupplung eingekuppelt und falls eine Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder kleiner einem Nennwert ist, wird der Verbrennungsmotor in einen Nicht-Betriebszustand gebracht, wird eine Drosselklappe voll geöffnet und wird ein mit dem Verbrennungsmotor verbundener Generator als ein Motor angetrieben, wodurch eine Antriebskraft übertragen wird, welche erzeugt wird, wenn der Generator als ein Motor angetrieben wird, an die Antriebsräder anstelle einer Antriebskraft des Fahrmotors, um das Fahrzeug zu veranlassen, zu fahren.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung und ein Steuerverfahren für ein Hybridfahrzeug, das eine Kupplung zum Trennen einer Antriebskraft eines Motors beinhaltet, und genauer gesagt auf das Vermeiden eines Fahrunfähigkeitszustands, wenn ein Fahrmotor ausfällt.
2. Beschreibung verwandten Stands der Technik
Ein serielles/paralleles Hybridfahrzeug (nachfolgend als ein Hybridfahrzeug bezeichnet), ist ein elektrisches Fahrzeug, welches durch Verwenden von sowohl Merkmalen eines seriellen hybriden Fahrzeugs als auch eines parallelen hybriden Fahrzeugs konstruiert ist. Das Hybridfahrzeug beinhaltet einen Verbrennungsmotor (engine) und einen Fahrmotor (travel motor) als Antriebsquelle und die Antriebsquelle wird automatisch zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Fahrmotor umgeschaltet, abhängig vom Betriebszustand des Fahrzeugs. Beispielsweise fährt das Hybridfahrzeug nur unter Verwendung des Fahrmotors, wenn es zu fahren beginnt, und während einer Fahrt bei niedriger Geschwindigkeit. Wenn die Batteriekapazität abnimmt oder das Hybridfahrzeug das Fahren beschleunigt, wird der Verbrennungsmotor betrieben, und wird durch einen mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Generator erzeugter elektrischer Strom dem Fahrmotor zugeführt, damit das Fahrzeug fährt. Darüber hinaus fährt während einer Hochgeschwindigkeitsfahrt bei exzellenter Verbrennungsmotoreffizienz das Hybridfahrzeug unter Verwendung einer Antriebskraft des Verbrennungsmotors.
Das Umschalten der Fahrkraft wird durch eine Verbindungs-/Trennsteuerung des Umschaltens zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem ausgekuppelten Zustand einer auf einer Leistungsübertragungspfad zwischen dem Motor und den Antriebsrädern angeordneten Kupplung ausgeführt. Der Verbrennungsmotor und der Generator werden mit einer Welle der Kupplung verbunden und der Fahrmotor und die Antriebsräder werden mit der anderen Welle verbunden. Wenn die Kupplung ausgekuppelt ist, wird nur die Antriebskraft des Fahrmotors auf die Antriebsräder übertragen und wenn die Kupplung eingekuppelt ist, werden die Antriebskraft des Fahrmotors und die Antriebskraft des Verbrennungsmotors an die Antriebsräder übertragen.
Als Verfahren zum Steuern des Hybridfahrzeugs dieses Typs wird beispielsweise in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Hei 7-67208 ein Verfahren des Steuerns eines Hybridfahrzeugs derart vorgeschlagen, dass, wenn ein Fahrmotor ausfällt, eine Kupplung eingekuppelt wird und die Leistung des Verbrennungsmotors anstelle oder zusammen mit der Leistung des Fahrmotors verwendet wird.
Im Stand der Technik, in einem seriellen Modus, in welchem das Hybridfahrzeug durch den Fahrmotor unter Verwendung des durch den mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Generator erzeugten elektrischen Stroms fährt, wenn der Fahrmotor ausfällt, wird die Kupplung eingekuppelt, so dass die Leistung des Verbrennungsmotors anstelle der Leistung des Fahrmotors verwendet wird, um das Fahrzeug zum Fahren zu veranlassen. Jedoch wird im Stand der Technik die Steuerung in einem Fall nicht berücksichtigt, in welchem der Fahrmotor in einem EV-Fahrmodus ausfällt, in welchem nur der Fahrmotor verwendet wird, wenn das Fahren gestartet wird oder während Niedrig-Geschwindigkeitsfahrens.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf das oben erwähnte Problem gemacht worden und hat daher eine Aufgabe, eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug und dergleichen bereitzustellen, die in der Lage sind, einen Fahrinstabilitätszustand zu vermeiden, selbst wenn ein Fahrmotor in dem Zustand ausfällt, in welchem nur der Fahrmotor für das Fahren verwendet wird.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug und dergleichen bereitgestellt, die beinhaltet: einen Verbrennungsmotor; einen mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Generator; einen mit einem Antriebsrad verbundenen Fahrmotor; eine Batterie zum Akkumulieren von durch den Generator erzeugtem elektrischen Strom, und zum Liefern des akkumulierten elektrischen Stroms an den Fahrmotor; eine auf einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad angeordnete Kupplung; und eine Fahrzeugsteuereinheit zum Steuern eines Fahrzeugs, beinhaltend: einen Fahrmotorausfall-Bestimmungsabschnitt zum Bestimmen eines Ausfalls des Fahrmotors, basierend auf einem Zustand des Fahrmotors; und einen Fahrmotorausfall-Zeitsteuerabschnitt, der konfiguriert ist, wenn der Fahrmotor als ausgefallen festgestellt wird, die Kupplung einzukuppeln; den Verbrennungsmotor in einen Nicht-Betriebszustand zu bringen und den elektrischen Strom aus der Batterie zum Generator zu liefern, so dass der Generator als ein Motor betrieben wird, und eine Antriebskraft des Generators an das Antriebsrad anstelle des Fahrmotors zu übertragen, wodurch das Fahrzeug veranlasst wird, zu fahren.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug und dergleichen, die in der Lage ist, den Fahrunfähigkeitszustand zu vermeiden, selbst wenn der Fahrmotor in dem Zustand ausfällt, in welchem nur der Fahrmotor für das Fahren verwendet wird, bereitgestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Hybridfahrzeugs, das eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält.
2 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Hardware-Konfiguration einer Steuerung der Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerung für Fahrmotorausfall durch die Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung illustriert.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nunmehr wird eine Beschreibung einer Steuervorrichtung und eines Steuerverfahrens für ein Hybridfahrzeug gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gegeben. In den Ausführungsformen werden die gleichen oder entsprechende Komponenten durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und deren wiederholte Beschreibung wird weggelassen.
Erste Ausführungsform
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Hybridfahrzeugs, welches eine Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält. In 1 ist eine erste Ausgangswelle 1a des Fahrmotors 1 normalerweise mit einer Antriebswelle 12 über ein erstes Leistungsübertragungselement 11 verbunden. Eine zweite Ausgangswelle 2a des Verbrennungsmotors 2 ist mit der Antriebswelle 12 über ein zweites Leistungsübertragungselement 13 und eine Leistungsverbindungs-/Trennkupplung (nachfolgend als eine Kupplung bezeichnet) 14 in einer Weise verbunden, welche Verbinden/Trennen mit/von der Antriebswelle 12 gestattet. Die Antriebswelle 12 ist mit rechten und linken Antriebsrädern 17 über ein Differenzial 15 und Antriebswellen 16 verbunden. Darüber hinaus ist eine Drosselklappe 10 an einer Einlassöffnung des Verbrennungsmotors 2 vorgesehen und wird eine Einlassluftmenge des Verbrennungsmotors mittels Öffnungs/Schließsteuerung für die Drosselklappe 10 gesteuert.
Eine Hochspannungsbatterie 5 ist mit einer Motor-/Generatorsteuerung 4 zum Steuern des Fahrmotors 1 und eines Generators 3 über eine elektrische Stromversorgungsleitung 18 verbunden und es wird aus der Batterie 5 elektrischer Strom zugeführt.
Darüber hinaus ist ein Mechanismus (Getriebe), der zum Ändern eines Übersetzungsgangverhältnisses in der Lage ist, nicht in einen Leistungsübertragungspfad der Ausgangswelle 2a des Verbrennungsmotors 2 installiert, sondern die Kupplung 14 ist installiert. Wenn die Kupplung 14 eingekuppelt ist, wird eine Ausgangsrotation des Verbrennungsmotors 2 an die Antriebsräder 17 bei einem konstanten Übersetzungsgangverhältnis übertragen.
Darüber hinaus sind ein erstes Kupplungselement 14a, an welchem die Antriebskraft aus dem Verbrennungsmotor 2 und dem Generator 3 eingegeben wird, und ein zweites Kupplungselement 14b, das mit dem Antriebsrad 17 verbunden ist, innerhalb der Kupplung 14 angeordnet. Jene Kupplungselemente 14a und 14b werden angetrieben, um zwischen einer Nicht-Kupplungsposition und einer Kupplungsposition umzuschalten, in Reaktion auf einen von einer Kupplungshydraulikpumpe (nicht gezeigt) zugeführten Kupplungshydraulikdruck.
Weiter ist der Generator 3 mit der Ausgangswelle 2a des Verbrennungsmotors 2 verbunden. Wenn die Kupplung 14 außer Eingriff gebracht wird, wird der Ausgang des Verbrennungsmotors 2 verwendet, um den elektrischen Strom am Generator 3 zu erzeugen. Der durch den Generator 3 erzeugte elektrische Strom wird über die Motor/Generatorsteuerung 4 der Batterie 5 zugeführt, um die Batterie 5 zu laden, oder wird direkt dem Fahrmotor 1 über die Motor/Generatorsteuerung 4 zugeführt.
Die Motor/Generatorsteuerung 4 ist eine Steuerung auf einer niedrigeren Ebene als eine später beschriebene Hybridfahrzeugsteuerung (HV-ECU) 6, und führt Antriebssteuerung des Fahrmotor 1 als einem Motor durch und Antriebssteuerung für den Generator 3 als einen Generator und einen Motor, basierend auf Steuersignalen aus der Hybridfahrzeugsteuerung 6.
Es ist zu beachten, dass der Generator so konfiguriert ist, dass er in der Lage ist, hauptsächlich ein Laden der Batterie, indem er durch die Antriebskraft aus dem Verbrennungsmotor rotiert wird, und die elektrische Stromerzeugung und Zuführen des elektrischen Stroms an den Fahrmotor auszuführen. Darüber hinaus ist abhängig vom Einsatz der Generator konfiguriert, in der Lage zu sein, als ein Motor zum Übertragen einer Antriebskraft auf die Antriebsräder zu fungieren.
Somit kann der Generator 3 ein Motorgenerator sein.
Wenn die Kupplung 14 eingekuppelt ist, wird die Ausgabe des Verbrennungsmotors 2 an die Antriebsräder 17 übertragen und selbst in diesem Fall kann ein Teil der Ausgabe des Verbrennungsmotors 2 verwendet werden, um den elektrischen Strom am Generator 3 zu erzeugen, um dadurch die Batterie 5 zu laden oder den elektrischen Strom zum Fahrmotor 1 zu liefern.
Dann wird die HV-ECU (Hybridfahrzeugsteuerung) 6 mit der Motor/Generatorsteuerung 4 über eine Kommunikationsleitung 19 verbunden. Jede der Steuerungen 4 und 6 ist beispielsweise durch einen Computer als eine Hardware-Konfiguration konstruiert.
Ein Beispiel einer Konfiguration des Computers ist in 2 illustriert. Der Computer von 2 beinhaltet einen Eingabe-/Ausgabeabschnitt 461, einen Speicherabschnitt 462, der ein ROM, ein RAM, ein nicht-flüchtiges RAM und dergleichen enthält, einen Prozessor 463, der eine CPU und dergleichen enthält, einen Timer/Zähler 464 und dergleichen, die miteinander über einen Bus verbunden sind. Der Eingabe-/Ausgabeabschnitt 461 gibt Signale aus/an die Außenseite der Steuerung ein/aus. Der Speicherabschnitt 462 speichert Programme zur Steuerungsverarbeitung und verschiedene für die Steuerungsverarbeitung erforderliche Daten. Der Prozessor 463 führt verschiedene Steuerungsverarbeitungen gemäß den in dem Speicherabschnitt 462 gespeicherten Programmen aus, basierend auf dem Detektionssignal und dergleichen von außerhalb der Steuerung, wodurch Steuersignale nach außerhalb der Steuerung ausgegeben werden. Der Timer/Zähler 464 verwaltet das Timing für die die Steuerungsverarbeitung.
Es ist zu beachten, dass die Steuerung 6 umfänglich die Operationen von Motorperipherien steuert und die Steuerung 4 in die Hybridfahrzeugsteuerung 6 eingebaut sein kann.
Darüber hinaus werden entsprechende Funktionsblöcke, welche hauptsächlich als die Teile repräsentiert sind, die sich besonders auf die in den Steuerungen 4 und 6 von 1 illustrierte vorliegende Erfindung beziehen, durch den Prozessor 463 anhand der in dem Speicherabschnitt 462 gespeicherten Programme ausgeführt.
Darüber hinaus können als eine andere Hardware-Konfiguration der Steuerungen 4 und 6 die Steuerungen 4 und 6 durch Digitalschaltungen konstruiert sein, die jeweils die Funktionen den entsprechenden, in 1 illustrierten Funktionsblöcke ausführen.
Es ist zu beachten, dass die Steuerungen 4 und 6 Fahrzeugsteuereinheiten der Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung sind.
Mit der Hybridfahrzeugsteuerung 6 sind ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs, ein Motordrehzahlsensor 8 zum Detektieren einer Verbrennungsmotordrehzahl, ein Gaspedalöffnungsgradsensor 9 zum Detektieren eines Gaspedalöffnungsgrades entsprechend einer Verbrennungsmotorlast alle verbunden. und stellt die Hybridfahrzeugsteuerung 6 einen Fahrmodus, der später beschrieben wird, basierend auf der Information aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 und dem Gaspedalöffnungssensor 9 ein. Dann steuert abhängig vom Fahrmodus die Hybridfahrzeugsteuerung 6 einen Kuppel-/Nicht-Kuppel(Trenn)-Zustand der Kupplung 14, eine Kraftstoffzufuhrmenge, ein Kraftstoffzufuhrtiming und ein Zündtiming für den Verbrennungsmotor 2 und berechnet die Abgabe des Verbrennungsmotors 2, eine Abgabe des Fahrmotors 1, einen elektrischen Stromerzeugungsbetrag und eine Abgabe des Generators 3 und dergleichen, wodurch ein Steuerbefehl erteilt wird.
Man beachte, dass mit der Hybridfahrzeugsteuerung 6 ebenfalls ein Bremsen-Ein/Aus-Sensor 9a zum Detektieren, ob die Bremse betätigt wird oder nicht, ein Stromsensor IS und ein Spannungssensor VS, sich auf die Fahrmotorsteuerung in der Motor/Generatorsteuerung 4 beziehen, und dergleichen verbunden sind.
Die Fahrmodi beinhalten einen Modus (EV-Fahrmodus), in welchem der Verbrennungsmotor 2 in einem angehaltenen Zustand ist und das Fahrzeug nur unter Verwendung der Abgabe des Fahrmotors 1 fährt, einen Modus (Serieller Fahrmodus), in welchem das Fahrzeug unter Verwendung des Fahrmotors 1 fährt, während die Abgabe des Verbrennungsmotors 2 verwendet wird, um den elektrischen Strom am Generator 3 zu erzeugen, um dadurch ausreichend elektrischen Strom dem Fahrmotor 1 zu liefern, und einen Modus (Parallel-Fahrmodus) in welchem die Abgabe des Fahrmotors 1 zur Abgabe des Verbrennungsmotors 2 zum Fahren, abhängig von einem Ausgabezustand des Verbrennungsmotors 2, hinzugefügt wird. Die Hybridfahrzeugsteuerung 6 stellt den Fahrmodus basierend auf der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Gaspedalöffnungsgrad (Abgabeanforderung, die dem Fahrzeug abverlangt wird) ein und führt die erforderliche Steuerung aus.
Darüber hinaus, wie in 1 beispielhaft illustriert, beinhaltet die Hybridfahrzeugsteuerung 6 als Funktionen zusätzlich zu einem Normalzeit-Steuerabschnitt 6x einen Fahrmotor-Ausfallzeitsteuerabschnitt 6y, einen Fahrmotor-Ausfallbestimmungsabschnitt 6a, einen Fahrzeugbetriebs-Zustandsbestimmungsabschnitt 6b und einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektionsabschnitt 6c, die sich insbesondere auf die vorliegende Erfindung beziehen. Der Fahrmotor-Ausfallzeitsteuerabschnitt 6y beinhaltet einen Fahrmotor-Ausfallzeitkupplungs-Steuerabschnitt 6ya, einen Fahrmotor-Ausfallzeitverbrennungsmotor-Steuerabschnitt 6yb, einen Fahrmotor-Ausfallzeitdrosselklappenventil-Steuerabschnitt 6yc und einen Fahrmotor-Ausfallzeitgenerator-Steuerabschnitt 6yd.
Darüber hinaus beinhaltet die Motor/Generatorsteuerung 4 beispielsweise einen Fahrmotorsteuerabschnitt 4a und einen Generatorsteuerabschnitt 4b als Funktionen. Die Motor/Generatorsteuerung 4 folgt dem Steuerbefehl aus der Hybridfahrzeugsteuerung 6, um den Fahrmotor 1 und den Generator 3 zu steuern.
Die Hybridfahrzeugsteuerung 6 beinhaltet den Fahrmotor-Ausfallbestimmungsabschnitt 6a zum Detektieren eines Ausfalls des Fahrmotors 1 und bestimmt, dass der Fahrmotor ausfällt, wenn beispielweise ein Wert des Stromsensors IS oder des Spannungssensors VS, die sich auf die Motorsteuerung im Motor/Generator 4 (aus Gründen der Beschreibung in der Motor/Generatorsteuerung 4 illustriert) beziehen, detektiert wird, der einen abnormalen Wert präsentiert, als Ergebnis eines Vergleichs mit einem voreingestellten Referenzwert.
Darüber hinaus beinhaltet die Hybridfahrzeugsteuerung 6 den Fahrmotor-Ausfallzeitkupplungs-Steuerabschnitt 6ya zum Ausführen, wenn der Fahrmotor 1 ausfällt, einer solchen Steuerung wie einem Umschalten des Nicht-Einkuppel(Trenn)-Zustandes der Kupplung 14 zur Einkuppelseite.
Darüber hinaus beinhaltet die Hybridfahrzeugsteuerung 6 den Fahrmotor-Ausfallzeitverbrennungsmotor-Steuerabschnitt 6yb zum Ausführen, wenn der Fahrmotor 1 ausfällt, einer solchen Steuerung wie ein Erteilen eines Befehls des Bringens des Verbrennungsmotors 2 in einen Nicht-Betriebszustand.
Darüber hinaus beinhaltet die Hybridfahrzeugsteuerung 6 den Fahrmotor-Ausfallzeitdrosselklappenventil-Steuerabschnitt 6yc zum Ausführen, wenn der Fahrmotor 1 ausfällt, einer Steuerung derart, dass ein Befehl des vollen Öffnens der Drosselklappe 10 des Verbrennungsmotors 2 erteilt wird.
Darüber hinaus beinhaltet die Hybridfahrzeugsteuerung 6 den Fahrmotor-Ausfallzeitgenerator-Steuerabschnitt 6yd zum Ausführen, wenn der Fahrmotor 1 ausfällt, der Steuerung, um einen Befehl des Betriebs des Generators 3 als Motor zu erteilen.
(Normalfahrzustand)
Nunmehr wird eine Beschreibung zur Steuerung des Fahrmotors 1, des Generators 3, des Verbrennungsmotors 2 und der Kupplung 4 gegeben, welche beispielsweise durch den Normalzeitsteuerabschnitt 6x während eines Normalfahrzustandes ausgeführt wird, in welchem der Ausfall des Fahrmotors 1 nicht durch die Hybridfahrzeugsteuerung 6 detektiert wird.
Wenn die detektierte Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Fahrzeuggeschwindigkeitsensor 7 in einem Niedrig-Fahrzeuggeschwindigkeitsbereich ist, der definiert ist, gleich oder kleiner als ein vorab eingestellter, niedriger Fahrzeuggeschwindigkeits-Bestimmungsreferenzwert zu sein, kuppelt der Normalzeit-Steuerabschnitt 6x der Hybridfahrzeugsteuerung 6 die Kupplung 14 aus, bringt den Verbrennungsmotor 2 in den Nicht-Betriebszustand und selektiert den EV-Fahrmodus zum Starten des Fahrens, oder Fahren unter Verwendung nur des Fahrmotors 1.
In diesem Kontext bedeutet, den Verbrennungsmotor 2 in den „Nicht-Betriebszustand“ zu bringen, das Stoppen der Kraftstoffzufuhr oder der Zündung oder sowohl von Kraftstoffzufuhr als auch Zündung am Verbrennungsmotor 2, und wenn die Kupplung 14 im ausgekuppelten Zustand ist, wird die Motordrehzahl Null.
In diesem EV-Fahrmodus wird eine Zielantriebsabgabe für den Fahrmotor 1 (Fahrmotor-Zielantriebsdrehmoment) in Reaktion auf den Gaspedalöffnungsgrad (Abgabeanforderung, die dem Fahrzeug befohlen ist), der durch den Gaspedalöffnungsgradsensor 9 detektiert wird, eingestellt, und wird der Fahrmotor 1 darauf basierend gesteuert.
Darüber hinaus, wenn eine hohe Abgabe, welche die Abgabe entsprechend dem elektrischen Strom, der von der Batterie 5 ausgegeben werden kann, übersteigt, für das Fahren des Fahrzeugs nötig ist, wird der Verbrennungsmotor 2 gestartet, so dass der Fahrmodus zum seriellen Fahrmodus übergeht, in welchem die Abgabe des Verbrennungsmotors 2 verwendet wird, um den Generator 3 anzutreiben, um die elektrische Stromerzeugung auszuführen, um dadurch ausreichenden elektrischen Strom dem Fahrmotor 1 zum Fahren zuzuführen. In diesem seriellen Fahrmodus wird die Zielantriebsabgabe für den Fahrmotor 1 (Fahrmotor-Zielantriebsdrehmoment) in Reaktion auf den durch den Gaspedalöffnungsgradsensor 9 detektierten Gaspedalöffnungsgrad eingestellt und wenn diese Zielantriebsabgabe den möglichen Antriebsabgabewert übersteigt, welcher den elektrischen Strom der Batterie 5 verwendet, wird eine Zielabgabe für den Verbrennungsmotor 2 (Zielverbrennungsmotordrehmoment) so eingestellt, dass unzureichender elektrischer Strom durch den Generator 3 erzeugt wird und somit werden der Verbrennungsmotor 2 und der Generator 3 gesteuert.
Darüber hinaus, im Zustand des Serienfahrmodus, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine hohe Geschwindigkeit ansteigt, bei welcher die Geschwindigkeit des Fahrzeugs gleich oder größer einem eingestellten Wert ist, der vorab als eine Bestimmungsreferenzgeschwindigkeit eingestellt wird, kuppelt der Normalzeit-Steuerabschnitt 6x die Kupplung 14 ein und geht der Fahrmodus in den Parallel-Fahrmodus über. In diesem Parallel-Fahrmodus wird eine Zielabgabe für das Fahrzeug (Zielfahrzeug-Drehmoment) in Reaktion auf den durch den Gaspedalöffnungsgradsensor 9 detektierten Gaspedalöffnungsgrad eingestellt, um die Zielabgabe für den Verbrennungsmotor 2 (Zielverbrennungsmotor-Drehmoment) einzustellen, und wird eine defizienter Betrag für das Zielverbrennungsmotor-Drehmoment, zum Erreichen des Fahrzeug-Zieldrehmoments auf eine Zielantriebsabgabe für den Fahrmotor eingestellt (Fahrmotor-Zieldrehmoment) und werden der Verbrennungsmotor 2 und der Fahrmotor 1 basierend darauf gesteuert.
(Fahrmotor-Ausfallzeit)
Nunmehr wird eine Beschreibung einer Steuerung der Kupplung 14, der Drosselklappe 10, des Generators 3 und des Verbrennungsmotors 2 durch die Hybridfahrzeugsteuerung 6 gegeben, um einen Fahrunfähigkeitszustand im Falle des Ausfalls des Fahrmotors 1 zu vermeiden.
Wenn der Fahrmotorausfall-Bestimmungsabschnitt 6a einen Ausfall des Fahrmotors detektiert, und der Fahrzeug-Betriebszustandsbestimmungsabschnitt 6b feststellt, dass der Betriebszustand des Fahrzeugs nicht entweder ein Abbremszustand oder ein gestoppter Zustand ist, wird der elektrische Strom dem Generator 3 anstelle des ausgefallenen Fahrmotors 1 zugeführt, um den Generator 3 als einen Motor zu betreiben, und wird die Antriebskraft an die Antriebsräder 17 übertragen. Dann wird die Kupplung 14 durch den Fahrmotor-Ausfallzeit-Kupplungssteuerabschnitt 6ya eingekuppelt, wird der Verbrennungsmotor 2 durch den Fahrmotor-Ausfallzeitverbrennungsmotor-Steuerabschnitt 6yb in den Nicht-Betriebszustand gebracht, und wird der Drosselöffnungsgrad der Drosselklappe 10 durch den Fahrmotor-Ausfallzeitdrosselklappenventil-Steuerabschnitt 6yc voll geöffnet. Dann stellt der Fahrmotor-Ausfallzeitgenerator-Steuerabschnitt 6yd eine Zielantriebsabgabe (Zielgenerator-Antriebsdrehmoment) in Reaktion auf den Gaspedalöffnungsgrad (Abgabeanforderung, die dem Fahrzeug befohlen wird), detektiert durch den Gaspedalöffnungsgradsensor 9 ein und wird Generator 3 gesteuert, basierend darauf als ein Motor angetrieben zu werden.
Somit wird in dem Zustand, in welchem der Verbrennungsmotor 2 durch die Antriebskraft des Generator 3 zusammen mit dem Generator 3 rotiert wird, die Antriebskraft des Generators 3 an die Antriebsräder 17 übertragen.
Darüber hinaus, wenn der Fahrzeugbetriebszustands-Bestimmungsabschnitt 6b feststellt, dass der Betriebszustand des Fahrzeugs der Abbremszustand oder der gestoppte Zustand ist, muss die Antriebskraft nicht auf die Antriebsräder 17 übertragen werden, und daher wird die Kupplung 14 durch den Fahrmotor-Ausfallzeitkupplungs-Steuerabschnitt 6ya entkuppelt, wird der Verbrennungsmotor 2 durch den Fahrmotor-Ausfallzeitverbrennungsmotor-Steuerabschnitt 6yb gestartet, und wird die Antriebskraft des Verbrennungsmotors verwendet, um die elektrische Stromerzeugungssteuerung auf den Generator 3 (arbeitet als ein Generator) anzuwenden.
An diesem Punkt, wenn beispielsweise der durch den Gaspedalöffnungsgradsensor 9 detektierte Wert gleich oder größer einem vorab eingestellten Nennwert ist, bestimmt der Fahrzeug-Betriebszustands-Bestimmungsabschnitt 6b, dass der Betriebszustand nicht einer von dem Abbremszustand und dem gestoppten Zustand ist. Darüber hinaus, wenn der durch den Gaspedalöffnungsgradsensor 9 detektierte Wert kleiner als der Nennwert ist, und der Bremsen-Ein/Aus-Sensor 9a den Ein-Zustand detektiert, wird der Betriebszustand als der Abbremszustand oder der gestoppte Zustand festgestellt.
Darüber hinaus, wenn das Fahrzeug bei einer hohen Geschwindigkeit fährt, die den Nennwert übersteigt, wird der Verbrennungsmotor 2 durch den Motor-Steuerabschnitt 6yb gestartet, wird die Zielantriebsabgabe (Zielverbrennungsmotor-Drehmoment) in Reaktion auf den durch den Gaspedalöffnungsgradsensor 9 detektierten Gaspedalöffnungsgrad eingestellt und wird der Verbrennungsmotor 2 basierend darauf gesteuert.
Die Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist wie oben beschrieben konfiguriert, und wenn der Fahrmotor ausfällt, wird die in einem Flussdiagramm von 3 illustrierte Steuerung ausgeführt.
Zuerst wird in Schritt S001 die Ausfalldetektion des Fahrmotors 1 durch den Fahrmotor-Ausfallbestimmungsabschnitt 6a der Hybridfahrzeugsteuerung 6 ausgeführt und wenn der Fahrmotor 1 als ausgefallen festgestellt wird, schreitet die Steuerung zu Schritt S002 fort und ansonsten wird die Routine beendet.
Dann bestimmt in Schritt S002 der Fahrzeugbetriebszustands-Bestimmungsabschnitt 6b, ob das Fahrzeug sich in irgendeinem vom Abbremszustand und dem gestoppten Zustand befindet. Wenn festgestellt wird, dass sich das Fahrzeug nicht in einem gestoppten Zustand oder Abbremszustand befindet, wenn beispielsweise der durch den Gaspedalöffnungsgradsensor 9 detektierte Wert gleich oder größer dem Nennwert ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S003 fort, und setzt beispielsweise ein Abbrems-Bestimmungsflag im Speicherabschnitt 462 auf Null und schreitet dann zu Schritt S005 fort. Darüber hinaus, wenn das Fahrzeug als im Abbremszustand oder im gestoppten Zustand befindlich festgestellt wird, wenn beispielsweise der durch den Gaspedalöffnungsgradsensor 9 detektierte Wert kleiner als der Nennwert ist und wenn die Bremse durch den Brems-Ein/Aus-Sensor 9a als An festgestellt wird, schreitet die Verarbeitung zu S004 fort, stellt das Abbrems-Bestimmungsflag im Speicherabschnitt 462 auf 1 und schreitet dann zu Schritt S005 fort.
Im Schritt S005 bestimmt abhängig von der durch den Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 7 detektierten Fahrzeuggeschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektionsabschnitt 6c, ob der Verbrennungsmotor 2 zu starten ist oder nicht. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder kleiner dem Nennwert (beispielsweise 80 km/h) ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S006 fort und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der Nennwert (beispielsweise 80 km/h) ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S014.
Im Schritt S014, um die Antriebskraft des Verbrennungsmotors 2 auf die Antriebsräder 17 anstelle des Fahrmotors 1 zu übertragen, wird die Kupplung 14 durch den Fahrmotor-Ausfallzeitkupplungssteuerabschnitt 6ya in eingekuppelt. Dann schreitet die Steuerung zu Schritt S015 fort und der Verbrennungsmotor 2 wird gestartet (die Kraftstoffzufuhr und die Zündung werden gestartet), durch den Fahrmotor-Ausfallzeitverbrennungsmotor-Steuerabschnitt 6yb. Dann wird in Schritt S016 in Reaktion auf den Gaspedalöffnungsgrad (an das Fahrzeug gerichtete Abgabeanforderung) detektiert durch den Gaspedalöffnungsgradsensor 9 die Zielantriebsabgabe (Verbrennungsmotor-Zielantriebsdrehmoment) des Verbrennungsmotors 2 eingestellt und wird der Verbrennungsmotor 2 basierend auf der Zielantriebsabgabe gesteuert. Darüber hinaus, in Reaktion auf den Start des Verbrennungsmotors 2, veranlasst der Fahrmotor-Ausfallzeitgenerator-Steuerabschnitt 6yd den Generator 3, die Batterie 5 zu laden. Dann wird diese Routine beendet.
Im Schritt S006 bestimmt er Fahrmotor-Ausfallzeitkupplungs-Steuerabschnitt 6ya, ob ein Abbrems-Bestimmungsflag 1 oder 0 ist. Wenn das Abbrems-Bestimmungsflag 0 ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S010 voran, wo die Kupplung 14 durch den Fahrmotor-Ausfallzeitkupplungs-Steuerabschnitt 6ya eingekuppelt wird, um an die Antriebsräder 17 die Antriebskraft zu übertragen, die erzeugt wird, wenn der Generator 3 als ein Motor angesteuert wird, anstelle der Antriebskraft des Fahrmotors 1, und die Steuerung schreitet zu Schritt S011 fort.
Dann wird im Schritt S011, wenn der Verbrennungsmotor 2 im Betriebszustand ist, der Verbrennungsmotor in den Nicht-Betriebszustand gebracht, durch den Fahrmotor-Ausfallzeitverbrennungsmotor-Steuerabschnitt 6yb, und die Steuerung schreitet zu Schritt S012 voran.
Im Schritt S012, um den Pumpverlust des Verbrennungsmotors 2 zu vermindern, um einen Antriebsverlust des Generator 3, der durch den Verbrennungsmotor 2 im Nicht-Betriebszustand verursacht wird, der zusammen mit dem Generator 3 rotiert, zu reduzieren, wird die Drosselklasppe 10 auf der Einlassöffnungsseite des Verbrennungsmotors 2 durch den Fahrmotor-Ausfallzeitdrosselklappenventil-Steuerabschnitt 6yc voll geöffnet und die Steuerung schreitet zu Schritt S013 voran.
Im Schritt S013 wird die Zielantriebsabgabe (Generator-Zielantriebsdrehmoment) welches zu erzeugen ist, wenn der Generator 3 als der Motor angetrieben wird, in Reaktion auf den Gaspedalöffnungsgrad (Abgabeanforderung, die durch das Fahrzeug angewiesen ist), detektiert durch den Gaspedalöffnungsgradsensor 9, durch den Fahrmotor-Ausfallzeitgenerator-Steuerabschnitt 6yd eingestellt, wird der elektrische Strom aus der Batterie 5 basierend darauf zugeführt, um den Generator 3 zu steuern, als ein Motor zu arbeiten, und wird diese Routine beendet.
Im Schritt S006, wenn das Abbrems-Bestimmungsflag 1 ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S007 fort. Die Kupplung 14 wird durch den Fahrmotor-Ausfallzeitkupplungs-Steuerabschnitt 6ya ausgekuppelt und die Steuerung schreitet zu Schritt S008 fort. Im Schritt S008 wird der Verbrennungsmotor 2 durch den Fahrmotor-Ausfallzeitverbrennungsmotor-Steuerabschnitt 6yb gestartet. Im Schritt S009 steuert der Fahrmotor-Ausfallzeitgenerator-Steuerabschnitt 6yd den Generator 3, um elektrischen Strom als ein Generator zu erzeugen, um dadurch die Batterie 5 zu laden, und wird diese Routine beendet.
Wie oben beschrieben, wenn der Ausfall des Fahrmotors 1 detektiert wird und das Fahrzeug nicht abbremst oder anhält (wenn der Fahrer das Gaspedal herunterdrückt, um die Fahrt zu starten oder zu beschleunigen), das heißt, wenn das Abbrems-Bestimmungsflag 0 ist, wird die Kupplung 14 eingekuppelt. Der Verbrennungsmotor 2 wird in den Nicht-Betriebszustand gebracht. Die Drosselklasppe 10 wird voll geöffnet, um den Zustand zu erreichen, in welchem der Pumpverlust des Verbrennungsmotors 2 reduziert wird. Dann wird der mit dem Verbrennungsmotor 2 verbundene Generator 3 als ein Motor angetrieben und somit kann der durch den zusammen mit dem Generator 3 rotierende Verbrennungsmotor 2 verursachte Antriebsverlust des Generators 3 somit unterdrückt werden. Als Ergebnis, während der elektrische Stromverbrauch durch den Generator 3 reduziert wird, kann die durch den Motorbetrieb des Generators 3 anstelle des ausgefallenen Fahrmotors 1 erzeugte Antriebskraft auf die Antriebsräder 17 übertragen werden.
Darüber hinaus, wenn der Ausfall des Fahrmotors 1 detektiert wird, und das Fahrzeug abgebremst oder angehalten wird (wenn der Fahrer das Gaspedal losgelassen hat und das Bremspedal herunterdrückt), das heißt wenn das Abbrems-Bestimmungsflag 1 ist, wird die Kupplung 14 ausgekuppelt. Dann wird der Verbrennungsmotor 2 gestartet. Dann wird der mit dem Verbrennungsmotor 2 verbundene Generator 3 als ein Generator betrieben, um die Batterie 5 zu laden. Als Ergebnis, wenn das Fahrzeug abbremst oder angehalten ist, kann die durch den Generator-Antriebszustand, wie etwa Start der Fahrt und Beschleunigung, gesenkter Batterieladebetrag wieder aufgefüllt werden.
Darüber hinaus, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit den Nennwert übersteigt, wird der Verbrennungsmotor 2 gestartet und kann die Antriebskraft des Verbrennungsmotors 2 anstellt des Fahrmotors 1 an die Antriebsräder 17 übertragen werden. Somit, selbst wenn der Fahrmotor 1 ausfällt, kann der Fahrunfähigkeitszustand vermieden werden, während der elektrische Strom der Batterie 5 kaum verwendet wird.
In der vorliegenden Erfindung, wenn der Ausfall des Fahrmotors detektiert wird, wird die Kupplung eingekuppelt, wird der Motor in den Nicht-Betriebszustand gebracht, und wird der Generator als ein Motor betrieben, so dass die Antriebskraft, die erzeugt wird, wenn der Generator als ein Motor arbeitet, anstelle der Antriebskraft des Fahrmotors verwendet wird, um das Fahrzeug zu veranlassen, zu fahren. Somit, selbst wenn der Fahrmotor ausfällt, kann der Fahrer selbst das Fahrzeug steuern, um im Notfall von einem gefährlichen Bereich wie etwa einer Kreuzung und einer Schnellstraße zu entkommen.
Darüber hinaus, nachdem der Verbrennungsmotor in den Nicht-Betriebszustand gebracht wird, in dem Zustand, in welchem die Drosselklappe voll geöffnet ist, um den Pumpverlust des Verbrennungsmotors zu reduzieren, wird der mit dem Verbrennungsmotor verbundene Generator als ein Motor betrieben, und kann somit der Antriebsverlust des Generators, der dadurch verursacht wird, dass der Verbrennungsmotor zusammen mit dem Generator rotiert, verkleinert werden. Als Ergebnis, während der durch den Generator verbrauchte elektrische Strom verringert wird, kann die Antriebskraft des als ein Motor betriebenen Generators anstelle des Fahrmotors verwendet werden, um das Fahrzeug zu veranlassen, zu fahren.
Darüber hinaus, wenn der Ausfall des Fahrmotors detektiert wird und der Generator als ein Motor angetrieben wird, so dass die Antriebskraft des Generators anstelle des Fahrmotors verwendet wird, um das Fahrzeug zu veranlassen, zu fahren, falls der Betrieb des Fahrzeugs als in einem Abbremszustand oder dem gestoppten Zustand befindlich bestimmt wird, wird die Kupplung ausgekuppelt, wird der Verbrennungsmotor gestartet und wird die Antriebskraft des Verbrennungsmotors verwendet, um den Generator zu veranlassen, elektrischen Strom zu erzeugen. Als Ergebnis kann die Batteriekapazität, die absinkt, wenn das Fahrzeug unter Verwendung der Antriebskraft des Generators aus einem Motor anstelle des ausgefallenen Fahrmotors fährt, während des Abbremsens oder des Stopps des Fahrzeugs wiederhergestellt werden.
Darüber hinaus, wenn der Ausfall des Fahrmotors detektiert wird und die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als der Nennwert ist, wird die Kupplung eingekuppelt, wird der Verbrennungsmotor gestartet, und wird die Antriebskraft des Verbrennungsmotors anstelle des Fahrmotors verwendet, um das Fahrzeug zu veranlassen, zu fahren. Als Ergebnis kann das Fahrzeug veranlasst werden, zu fahren, während die Batteriekapazität kaum abnimmt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 7-67208 [0004]

Claims

Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug, umfassend: einen Verbrennungsmotor (2); einen mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Generator (3); einen mit einem Antriebsrad verbundenen Fahrmotor (1); eine Batterie (5) zum Akkumulieren von durch den Generator erzeugtem elektrischen Strom, und zum Liefern des akkumulierten elektrischen Stroms an den Fahrmotor; eine auf einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad angeordnete Kupplung (14); und eine Fahrzeugsteuereinheit (6, 4) zum Steuern eines Fahrzeugs, umfassend: einen Fahrmotorausfall-Bestimmungsabschnitt (6a) zum Bestimmen eines Ausfalls des Fahrmotors, basierend auf einem Zustand des Fahrmotors; und einen Fahrmotorausfall-Zeitsteuerabschnitt (6y), der konfiguriert ist, wenn der Fahrmotor als ausgefallen festgestellt wird: die Kupplung einzukuppeln; den Verbrennungsmotor in einen Nicht-Betriebszustand zu bringen; und den elektrischen Strom aus der Batterie zum Generator zu liefern, so dass der Generator als ein Motor betrieben wird, und eine Antriebskraft des Generators an das Antriebsrad anstelle des Fahrmotors zu übertragen, wodurch das Fahrzeug veranlasst wird, zu fahren.
Steuervorrichtung für Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1, weiter umfassend eine Drosselklappe (10) zum Steuern einer Einlassluftmenge des Verbrennungsmotors, wobei die Drosselklappe voll geöffnet wird, nachdem der Fahrmotor-Ausfallzeitsteuerabschnitt (6y) den Verbrennungsmotor in den Nicht-Betriebszustand bringt.
Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei: die Hybridfahrzeugsteuerung (6) weiter einen Fahrzeugbetriebszustands-Bestimmungsabschnitt (6b) zum Bestimmen eines Betriebszustands des Fahrzeugs umfasst; und wenn der Betriebszustand des Fahrzeugs ein Abbremszustand oder ein angehaltener Zustand ist, der Fahrmotor-Ausfallzeitsteuerabschnitt (6y) die Kupplung auskuppelt, den Verbrennungsmotor startet und den Generator veranlasst, den elektrischen Strom zum Laden der Batterie zu erzeugen.
Steuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei: die Hybridfahrzeugsteuerung (6) weiter einen Fahrzeuggeschwindigkeits-Detektionsabschnitt (6c) zum Detektieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit umfasst; und wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit größer als ein Nennwert ist, der Fahrmotorausfallzeit-Steuerabschnitt (6y) die Kupplung einkuppelt, den Verbrennungsmotor startet und zusammen mit dem Laden der Batterie durch den Generator eine Antriebskraft des Verbrennungsmotors an das Antriebsrad anstelle des Fahrmotors überträgt, wodurch das Fahrzeug veranlasst wird, zu fahren.
Verfahren zum Steuern eines Hybridfahrzeugs, wobei das Hybridfahrzeug umfasst: einen Verbrennungsmotor (2); einen mit dem Verbrennungsmotor verbundenen Generator (3); einen mit einem Antriebsrad verbundenen Fahrmotor (1); eine Batterie (5) zum Akkumulieren von durch den Generator erzeugtem elektrischen Strom, und zum Liefern des akkumulierten elektrischen Stroms an den Fahrmotor; eine auf einem Leistungsübertragungspfad zwischen dem Verbrennungsmotor und dem Antriebsrad angeordnete Kupplung (14); und eine Fahrzeugsteuereinheit (6) zum Steuern eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst, wenn der Fahrmotor ausfällt: Einkuppeln der Kupplung; Bringen des Verbrennungsmotors in einen Nicht-Betriebszustand; und Zuführen des elektrischen Stroms aus der Batterie an den Generator, so dass der Generator als ein Motor angetrieben wird, und Übertragen einer Antriebskraft des Generators an das Antriebsrad anstelle des Fahrmotors, wodurch das Fahrzeug veranlasst wird, zu fahren.